该地震序列为震群型，主震后4小时发生ML4.0级次大地震，余震区长轴走向为北西，长度偏大，约19.3km。序列最大地震与次大地震具有一定的独立性，序列中3级以上地震比较活跃（10次），而且时间顺序显示出较大余震从北西向南东方向迁移的特性。顺义地震震中区位于南口-孙河、黄庄-高丽营、顺义-良乡3条断裂交汇地区，而且可能与顺义-良乡断裂的关系较密切。
震后调查发现了顺义地表破裂，研究结果表明该破裂是由于顺义-良乡断裂北段的构造活动造成的，由此推断顺义-良乡断裂北段是一条现今仍在活动的断裂，其走向北东，主体为张性断裂，在顺义县城西南一带倾向北西，倾角较陡，可达80°，推测在20世纪80代初前后由该断裂构造活动形成了地表破裂带并对建筑物造成破坏，该地表破裂面的运动主要为蠕动。
由P波初动解法得到ML 4.5级地震震源机制解为走滑为主兼正断层错动类型。该地震发生在监测台网密集的北京地区，距震中100km范围内共有17个测震台，其他主要前兆观测台站17个，在震中的四周都有台点分布，震前出现的异常共有11项，其中地震活动性异常3项，前兆观测异常8项。
1970年以来，北京地区以中等地震活动为主，顺义地震是余震极为丰富的一次震群活动，社会影响极大，对顺义等中等地震的震例研究可能会为研究北京地区以后的地震形势提供一些借鉴。
顺义地震发生在监测能力强的首都圈地区，这里观测台网密集，观测项目也比较多。在距震中100km范围内共有测震台站17个，主要前兆观测台站17个（仅限于观测资料比较完整、观测仪器工作正常的台站），28个前兆观测台项。地震发生前包括地震活动性在内共出现10项异常。
按时间进程，异常可划分为中期、短期、短临3个阶段。中期异常主要表现为京津地区地震频度异常，即自1990年9月昌平ML4.5级地震后已经有73个月没有相当的地震发生过，超出了该区17个月的最大间隔5倍以上，也超出了京津地区40个月的平均异常间隔，有明显的缺震背景。在此背景下，1995年又相继出现不同形态的地震活动异常，如1995年7月沙城震群的发生；沙城震群后3级地震活动明显增强；1996年首都圈内的3级以上地震均发生在116°以东地区等。短临异常比较突出，共有9项异常，如1996.11.10～12.14期间，从延庆到文安一带形成一条长达220km、由11个1.0级以上地震组成的近南北向小条带；延庆松山水汞在1996.11.20～12.7间出现一组高值异常；平谷台地磁核旋空间相关出现小于0.9的低值异常；朝阳地办六院应力在震前25天出现大幅波动现象；昌平、顺义等台体应变相继发生畸变等异常变化；其中，板桥水位是震前最明显的短临前兆观测异常，从1996年11月11～22日水位下降速率突然增大，期间总计下降2.77m，是多年同期平均值的2倍，其中尤以16日、17日下降幅度最大达1.01m，11月22日后水位开始转折回升，至12月15日回升77cm后，再次转折下降时发生了顺义ML4.5级地震。从12月16日到30日则以起伏式的升降为变化特征，其中较强的几次有感余震活动多在这种起伏变化转折之后发生。
顺义地震前最重要的一项地震活动性短临异常是形成了近南北向（或北北西向）小条带。对以往的震例研究发现，发生在顺义、延庆、马道峪一带的中等地震前存在地震活动条带的短临特征，条带方向以北北西和北西向为主，条带长180～240km，持续1个月左右，条带结束到主震时间不等（一般小于20天），条带上最大地震与未来地震震级差最大为3.2级。
顺义ML4.5级地震的异常特征可以归纳为以下几点：
(1) 异常发展具有阶段性，中期异常主要为地震活动性方面的异常，前兆观测异常出现较晚，多为短期异常且在地震前一个月左右出现，临震异常比较少而且不明显，部分观测异常项目存在震后效应。
(2) 除小震频度异常的时间较长外，其余均为短临异常，占异常总量的80%多。顺义震前临震异常中体应变最为突出，可能表明体应变带有较明显的短临异常信息。
(3) 可能由于地震震级较小，其异常数量也较少，在100km范围内前兆观测异常项目数与观测项目数之比比较小，约为28.5%。
(4) 板桥水位、松山水汞等一组短期异常与1996年11月份在震中附近开始形成的近南北向小震条带具有一定的同步性，可能存在一定的相关性，或许包含了某些孕震信息。
顺义地震发生后，北京市地震局立即责成震害防御处等有关处室组成现场考察组奔赴现场进行震害损失评估和灾害预测等工作；分析预报人员时刻关注震情发展，分析未来趋势。应北京市政府的要求，临时增设《今日震情》通报；每天由分析预报人员进行分析会商，形成预测意见，起草《今日震情》初稿，由值班局长审阅，然后传真到中国地震局值班室，经中国地震局局长审阅后由值班室工作人员代签，并传真返回北京市地震局印发，最后，派车送达中国地震局（一份）、北京市委办公厅（二份）、北京市政府办公厅（一份）和北京市市政管理委员会（一份）。该项工作从1996年12月20日开始，到1997年3月26日停止，共形成《今日震情》100余期。中国地震局、中国地震局分析预报中心及地球物理研究所等单位也都根据各自的实际情况做了大量的应急响应和抗震设防等工作。
